中国绿色智能铸造发展路线图-共享工业云

中国绿色智能铸造发展路线图（草案）中国智能铸造产业联盟2017年11月中国绿色智能铸造发展路线图第一章概述绿色发展是当今世界发展的永恒主题，绿色制造已经成为中国工业发展的重要推动力，若要实现绿色制造，绿色铸造必须“先行”。为推进中国铸造业绿色化进程，我国发布了《铸造行业“十三五”发展规划》，其中提出将绿色铸造理念贯穿铸造生产的全过程,做到减量化、再循环、再利用，实现铸造全过程节能减排。与此同时，为加速我国制造业转型升级、提质增效，国务院发布实施《中国制造2025》，并将智能制造作为主攻方向，加速培育我国新的经济增长动力，抢占新一轮产业竞争制高点。铸造行业需准确把握智能制造内涵特征,深刻理解智能制造政策导向，提出铸造企业智能转型的建议，探索符合自身实际的模式，制定智能铸造发展路线图，创新产品、创新生产过程、创新经营模式，打造示范工厂，加快向服务型制造企业转型，促进铸造行业由大变强。绿色铸造，是将综合预防污染和合理利用资源的环境策略,持续地应用于实际的铸造生产,以实现企业的环境自净,达到自行消纳本企业废弃物和尽可能少的向外界排出废弃物的目的。在保证产品功能、质量和成本的前提下，使铸造工艺过程从原辅材料选择、铸件设计、生产过程、使用到报废的整个产品生命周期中使环境污染最小化,使企业经济效益和社会生态效益协调最优化。智能铸造，是以数字化、网络化和智能化作为主攻方向，应用物联网、大数据、人工智能等先进技术，建设智能铸造工厂，加强铸造技术装备研发，实现铸件成形制造过程的工艺优化，预测铸件组织、性能与使用寿命，确保零件的质量，显著缩短产品研发周期，最终实现铸造智能转型升级。绿色制造强调绿色智能强调科技含量高、资源消耗低、环境污染少，侧重降低消耗；智能制造强调互联互通，自学习能力，侧重提质增效。以铸造自身推动铸造行业的绿色智能制造。绿色铸造与智能铸造相互补充，相互促进，不可分割。智能铸造中信息技术，综合自动化技术，计算机应用技术，现代管理技术的应用，有利于减少资源消耗，促进节能减排。绿色铸造中推行新材料新工艺，回收利用及再制造技术，与智能铸造的铸造材料及工艺智能设计、铸造过程智能装备及控制系统、智能铸造工厂远程运维等新技术不谋而合。由此产生的绿色及智能数据中心、可再生能源、智能物流等，将推动铸造行业走向绿色、智能的产业链高端。由此，绿色智能铸造是铸造行业战略性发展、转型升级、具备国际竞争力的核心。中国绿色智能铸造发展路线图，旨在提出铸造行业转型升级的技术发展路径，包含绿色铸造、智能铸造两个方面的具体内涵，具体阐述如下：1.1绿色铸造的定义绿色铸造的定义绿色铸造的定义绿色铸造的定义绿色铸造，就是要实现“铸造生产全过程绿色化”，铸造生产全过程绿色制造及管理主要包括如下五方面内容：1.1.1绿色设计绿色设计绿色设计绿色设计绿色设计是指产品设计及其生命周期全过程的绿色化设计，充分考虑对资源/能源、环境和职业安全健康的影响。具体工作包括铸造厂区设计、铸造车间设计、铸造绿色产品设计（研究绿色产品原理、新结构设计、再制造等）。1.1.2绿色工艺绿色工艺绿色工艺绿色工艺绿色工艺是指绿色铸造方法与工艺、绿色标准与规范等基础共性技术。具体工作包括推广铸造绿色工艺技术，推广铸造绿色产品工艺，应用全流程虚拟制造工艺，建立单项、综合及定制化的多种工艺模式，集成产品工艺绿色设计与仿真分析技术体系，实现产品工艺绿色化。1.1.3绿色材料绿色材料绿色材料绿色材料绿色材料是指在铸造厂区、厂房、产品全生命周期设计时选择的高效环保材料。具体包括建立铸造绿色物料清单，优先选用绿色制造物料清单中的物料，开发各种更加高效环保的可替代材料和技术，减少物料消耗，在铸造全生命周期过程中的选择绿色材料。1.1.4绿色回收处理绿色回收处理绿色回收处理绿色回收处理绿色回收处理是指对产品全生命周期内产生的废弃物进行回收利用。具体工作包括设备再制造技术、废液及固体废弃物再利用技术、能源回收再利用技术开发等。重点推进铸造废砂、粉尘等综合利用技术，围绕制造过程中的能源消耗关键工序开展余热利用技术改造等。1.1.5绿色管理绿色管理绿色管理绿色管理。。。。绿色管理是指把环境保护的观念融入企业文化,以节约资源、减少污染和以人为本作为绿色管理的中心。具体工作包括建立并推广绿色铸造评价方法和指标体系，全面推行基于数字化的铸造企业能源管控体系，重点实现造型、熔炼浇注、落砂、清理等重体力劳动工序的安全数字化改造，改善劳动环境，优化工艺流程，减少重体力劳动，推进职业健康达标。1.2智能铸造的定义智能铸造的定义智能铸造的定义智能铸造的定义智能铸造，就是在铸造生产全生命周期实现数字化、网络化和智能化。智能铸造技术体系主要包含以下四方面内容：1.2.1智能铸造装备智能铸造装备智能铸造装备智能铸造装备智能铸造装备是指融合了先进制造技术、新一代信息计划、大数据技术和人工智能等技术的铸造用智能化装备。智能铸造装备正在突破传统装备的物理实体化界限，由传统孤立的物理单元向虚拟信息资源与铸造实体资源相结合的方式发展。铸造智能装备，如砂型3D打印机、模具用FDM设备等用于铸造行业的增材制造装备，组装、焊接、打磨、浇注等智能工业机器人等，自动浇注机、自动下芯生产线、RGV、AGV等智能装备。1.2.2智能铸造系统智能铸造系统智能铸造系统智能铸造系统智能铸造系统，是由铸造智能机器和专家共同组成的人机一体化智能系统，它在铸造生产过程中能进行智能活动，包括分析、判断、决策等。智能铸造系统最终要从以人为主要决策核心的人机和谐系统向以机器为主体的自主运行转变，它在智能铸造技术体系中处于中间层，它集成各种智能装备，形成相对独立、功能完整的铸造系统，属于智能铸造工厂的一部分。智能铸造系统，包括铸造生产系统的柔性化、敏捷化、可定制技术；铸造系统中的智能传感器、RFID等精密电子系统的基础技术应用；铸造系统中的智能优化运行系统、铸造装备故障诊断及预测维修控制的系统技术应用；有害环境下无人化智能铸造控制系统；MES、ERP等车间智能调度、智能物流集成技术。1.2.3智能铸造服务智能铸造服务智能铸造服务智能铸造服务智能铸造服务，指采用智能技术，利用物联网、云计算、大数据、人工智能等新兴信息技术，提升服务质量、扩展服务内容，促进铸造价值链的不断发展和壮大，将产品与服务相结合，提供与企业产品相关的售前、售中、售后的客户关系服务，提供与企业生产相关的技术服务、信息服务、外包服务等。智能铸造服务，包括产品智能服务平台,如“铸造全流程虚拟设计+智能服务平台”、“铸造装备+智能服务平台”；生产性服务智能运控平台，用于实现生产性服务过程的跟踪、调度和控制，如基于云计算的交易平台、MES/ERP与设备实体管理系统的接口等；智能云制造服务平台包括建立面向铸造集团企业的云制造私有服务平台和面向中小企业的云制造公有服务平台等。智能铸造装备、智能铸造系统、智能铸造服务，共同构成智能铸造的技术体系，在铸件产品的设计、生产、物流生命周期内的各个环节，实现信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行与信息闭环反馈等功能的先进制造过程、系统与模式。1.3小结小结小结小结绿色是铸造行业转型升级的着力点，智能是铸造行业发展壮大的主攻方向。中国绿色智能铸造发展路线图旨在聚焦行业需求，推动砂型铸造、熔模铸造、压力铸造等各类铸造领域内的有关智能铸造装备、系统、服务和绿色铸造技术研究，实现铸造行业绿色智能关键共性技术的攻克，助推铸造行业转型升级。以下“中国绿色智能铸造发展路线图”，勾勒出绿色智能铸造技术发展的三层系统框架。第一层分为四个类别：绿色铸造技术、智能铸造设备、智能铸造系统、智能铸造服务，并分别在第二层设置若干目标，在第三层描述了实现的路径。第二章中国绿色智能铸造发展路线图总纲发展阶段201820202022202420262030第一层第一层第一层第一层第二层第二层第二层第二层绿色铸绿色铸绿色铸绿色铸造技术造技术造技术造技术绿色设计绿色设计绿色设计绿色设计绿色工艺绿色工艺绿色工艺绿色工艺绿色材料绿色材料绿色材料绿色材料绿色回收处理绿色回收处理绿色回收处理绿色回收处理绿色管理绿色管理绿色管理绿色管理智能制智能制智能制智能制造装备造装备造装备造装备技术技术技术技术模具制作模具制作模具制作模具制作铸型成形铸型成形铸型成形铸型成形熔炼熔炼熔炼熔炼后处理后处理后处理后处理物流物流物流物流智能铸智能铸智能铸智能铸造系统造系统造系统造系统技术技术技术技术智能设计系统智能设计系统智能设计系统智能设计系统智能生产系统智能生产系统智能生产系统智能生产系统数字化管理系统数字化管理系统数字化管理系统数字化管理系统智能铸智能铸智能铸智能铸造服务造服务造服务造服务技术技术技术技术定制化服务定制化服务定制化服务定制化服务远程运维远程运维远程运维远程运维云服务云服务云服务云服务大数据服务大数据服务大数据服务大数据服务参考文献1、《中国制造2025》2、工业和信息化部.智能制造工程实施指南[M].中华人民共和国工业和信息化部网站，2016.83、工业及信息化部.2017年智能制造综合标准化与新模式应用项目指南[M].中华人名共和国工业和信息化部网站，2017年1月.4、工业和信息化部.绿色制造工程实施指南[M].中华人民共和国工业和信息化部网站，2016.95、中国机械工程学会.中国机械工程技术路线图（第二版)[M].中国科学技术出版社，2016年11月.6、中国机械工程学会铸造分会.铸造技术路线图[M].中国科学技术出版社，2016年11月.7、中国铸造协会.铸造行业“十三五”发展规划建议[M].维普网，2016年1月.8、路甬祥.走向绿色和智能制造——中国制造发展之路[J].制造技术与机床,2013,(第8期).9、美国铸造联盟（AMC.）美国铸造路线图[M].维普网，2016年5月.10、中国机械工程学会铸造分会.铸造行业“十三五”技术发展规划纲要[J].维普网，2015年10月.11、工业和信息化部.铸造行业准入条件[J].中华人民共和国工业和信息化部网站，2013年5月.12、中华人名共和国科学技术部.国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）[M],中华人名共和国科学技术部网站，2006.213、《关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》（中发【2015】8号）14、《国家创新驱动发展战略纲要》15、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》16、《国家中长期人才发展规划纲要（2010－2020年）》17、《制造业人才发展规划指南》18、《智能制造发展规划（2016-2020年）》19、《国家智能制造标准管理体系建设指南（2015年版）》20、《智能制造中长期发展规划》21、《国家发展改革委办公厅关于同意设立国家智能铸造产业创新中心的复函》（发改办高技【2016】2580号）20182019202020212022202320242025202620272028生态优先、可持续发展的厂区规划设计推广铸造砂型3D打印等绿色工艺技术工艺选择更有利于职业健康与安全绿色工艺中国绿色智能铸造发展路线图（2018-2028）类别1：绿色铸造技术第二层第三层绿色设计资源集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化的工厂规划提高铸造作业流程设计的人机工程学应用铸造产品设计绿色化建立绿色铸造工艺装备准入标准高性能、低成本铸造增材制造用粉末/颗粒/线形材料高性能、低成本铸造增材制造用粘结剂绿色环保的铸造辅助材料铸造粉尘的回收利用铸造耗能设备的余热利用建立并推广绿色铸造评价方法和指标体系建立绿色铸造标准体系推行基于数字化的铸造企业能源管控体系铸造产品包装的减量化、回收重用、循环再生和可降解绿色管理铸造熔渣的回收利用绿色回收处理铸造废气的无害化处理绿色材料建立铸造绿色物料标准1234567891011单位：年20182019202020212022202320242025202620272028铸型成形砂型增材制造设备及配套核心元器件的产业化自动取芯、清砂、下芯、合箱技术